《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》考試題目及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指（）。A.數(shù)據(jù)與程序的邏輯結(jié)構(gòu)獨(dú)立，與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立B.數(shù)據(jù)與程序的邏輯結(jié)構(gòu)獨(dú)立，與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)相關(guān)C.數(shù)據(jù)與程序的物理結(jié)構(gòu)獨(dú)立，與邏輯結(jié)構(gòu)相關(guān)D.數(shù)據(jù)與程序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立，與邏輯結(jié)構(gòu)相關(guān)2.關(guān)系模型中，候選碼是指（）。A.能唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性或?qū)傩越MB.主鍵的別名C.外鍵的候選對(duì)象D.任意一個(gè)屬性3.事務(wù)的ACID特性中，“一致性”是指（）。A.事務(wù)執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)從一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)變到另一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)B.事務(wù)一旦提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是永久的C.一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾D.事務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，可回滾到初始狀態(tài)4.以下不屬于關(guān)系代數(shù)基本操作的是（）。A.并（∪）B.交（∩）C.投影（π）D.選擇（σ）5.若關(guān)系R和S的元數(shù)分別為r和s，則R×S的元數(shù)為（）。A.r+sB.max(r,s)C.min(r,s)D.r×s6.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基礎(chǔ)是（）。A.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)B.日志文件C.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和日志文件D.索引7.關(guān)系模式R（A,B,C,D），函數(shù)依賴(lài)F={A→B,B→C,C→D}，則R的主碼是（）。A.AB.BC.CD.D8.視圖是一個(gè)“虛表”，其定義存儲(chǔ)在（）。A.數(shù)據(jù)庫(kù)表中B.數(shù)據(jù)字典中C.用戶(hù)視圖中D.索引文件中9.以下關(guān)于B樹(shù)索引的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.適合范圍查詢(xún)B.屬于物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)C.葉子節(jié)點(diǎn)包含所有索引鍵值D.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)固定為210.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的“分片透明性”是指（）。A.用戶(hù)無(wú)需知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理位置B.用戶(hù)無(wú)需知道數(shù)據(jù)如何分片C.用戶(hù)無(wú)需知道各片段的復(fù)制情況D.用戶(hù)無(wú)需知道不同場(chǎng)地的數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型二、填空題（每空1分，共15分）1.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）的主要功能包括數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理和__________。2.實(shí)體聯(lián)系模型（ER模型）的三個(gè)基本要素是實(shí)體、屬性和__________。3.關(guān)系模型中，若屬性A是關(guān)系R的外碼，則A的值必須等于關(guān)系S中某個(gè)元組的__________值，或?yàn)榭眨∟ULL）。4.事務(wù)的ACID特性中，“隔離性”的英文縮寫(xiě)是__________。5.關(guān)系代數(shù)中，θ連接可以由__________和__________操作組合而成。6.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的六個(gè)階段包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、__________、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行維護(hù)。7.關(guān)系模式R（A,B,C），函數(shù)依賴(lài)F={AB→C,C→B}，則R的候選碼是__________，R屬于__________范式（填1NF/2NF/3NF/BCNF）。8.數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制的主要方法是__________機(jī)制，其中最常用的是__________鎖。9.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的四個(gè)基本特征是面向主題、__________、集成性和__________。10.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分片的方式包括水平分片、__________和混合分片。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述關(guān)系的三類(lèi)完整性約束及其含義。2.說(shuō)明視圖的作用，并舉例說(shuō)明如何通過(guò)視圖提高數(shù)據(jù)安全性。3.事務(wù)故障的類(lèi)型有哪些？數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)事務(wù)的恢復(fù)？4.比較B樹(shù)索引與哈希索引的適用場(chǎng)景。5.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，以及ER圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的基本原則。四、設(shè)計(jì)題（共20分）某高校圖書(shū)館管理系統(tǒng)需要管理以下信息：讀者：讀者編號(hào)（唯一）、姓名、性別、所在院系、聯(lián)系方式；圖書(shū)：ISBN（唯一）、書(shū)名、作者、出版社、出版年份、庫(kù)存數(shù)量；借閱記錄：讀者編號(hào)、ISBN、借閱日期、應(yīng)還日期、實(shí)際歸還日期（允許未歸還時(shí)為空）。要求：（1）繪制該系統(tǒng)的ER圖（需標(biāo)注實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類(lèi)型及屬性，聯(lián)系類(lèi)型用1:1、1:n、m:n表示）；（10分）（2）將ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，并注明每個(gè)關(guān)系的主碼和外碼（若存在）。（10分）五、綜合題（共15分）假設(shè)某公司銷(xiāo)售數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下關(guān)系模式：客戶(hù)（客戶(hù)編號(hào)，客戶(hù)名稱(chēng)，地址，聯(lián)系人，信用等級(jí)）商品（商品編號(hào)，商品名稱(chēng)，單價(jià)，庫(kù)存量）訂單（訂單編號(hào)，客戶(hù)編號(hào)，下單日期，總金額）訂單明細(xì)（訂單編號(hào)，商品編號(hào)，數(shù)量，金額）其中：訂單的總金額等于對(duì)應(yīng)訂單明細(xì)中各商品金額之和；訂單明細(xì)的金額=數(shù)量×商品單價(jià)。要求：（1）用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示“查詢(xún)2023年1月1日以后下單、信用等級(jí)為‘A’的客戶(hù)名稱(chēng)及對(duì)應(yīng)的訂單總金額”；（3分）（2）用SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)“查詢(xún)2023年第一季度（13月）銷(xiāo)售額最高的前10名商品（按銷(xiāo)售數(shù)量降序排列）”；（5分）（3）分析訂單明細(xì)關(guān)系是否存在冗余？若存在，說(shuō)明可能導(dǎo)致的問(wèn)題（如更新異常）；（4分）（4）為提高“按客戶(hù)編號(hào)查詢(xún)其所有訂單”的效率，建議采用何種索引策略？說(shuō)明理由。（3分）答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.A3.A4.B5.A6.C7.A8.B9.D10.B二、填空題1.數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理（或“數(shù)據(jù)庫(kù)建立和維護(hù)”）2.聯(lián)系3.主碼（或“主鍵”）4.I（Isolation）5.笛卡爾積（×）；選擇（σ）6.物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.AB；2NF（因存在C→B，B部分依賴(lài)于A(yíng)B的候選碼，不滿(mǎn)足3NF）8.封鎖；共享（S）或排他（X）（答“鎖”也可）9.非易失性；時(shí)變性（或“隨時(shí)間變化”）10.垂直分片三、簡(jiǎn)答題1.關(guān)系的三類(lèi)完整性約束包括：（1）實(shí)體完整性：主碼的屬性值不能為空，確保每個(gè)元組的唯一性；（2）參照完整性：外碼的取值必須等于被參照關(guān)系主碼的某個(gè)值或?yàn)榭?，保證關(guān)系之間的邏輯一致性；（3）用戶(hù)定義的完整性：根據(jù)應(yīng)用需求定義的約束（如字段的取值范圍、非空約束等），反映具體業(yè)務(wù)規(guī)則。2.視圖的作用：簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)查詢(xún)、屏蔽數(shù)據(jù)復(fù)雜性、提高數(shù)據(jù)安全性、支持邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。示例：為財(cái)務(wù)部門(mén)創(chuàng)建只包含“員工姓名、工資”的視圖，限制其訪(fǎng)問(wèn)員工其他敏感信息（如身份證號(hào)），通過(guò)視圖權(quán)限控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全。3.事務(wù)故障類(lèi)型包括：事務(wù)內(nèi)部故障（如運(yùn)算錯(cuò)誤）、系統(tǒng)故障（如斷電導(dǎo)致內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失）、介質(zhì)故障（如磁盤(pán)損壞）、計(jì)算機(jī)病毒?；謴?fù)方法：利用日志文件進(jìn)行redo（重做）和undo（撤銷(xiāo)）操作。對(duì)于未完成事務(wù)，通過(guò)undo回滾到初始狀態(tài)；對(duì)于已提交但未寫(xiě)入磁盤(pán)的事務(wù)，通過(guò)redo重新執(zhí)行。4.B樹(shù)索引適合范圍查詢(xún)（如查詢(xún)價(jià)格在100200元的商品）和有序數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，支持高效的插入、刪除操作；哈希索引適合等值查詢(xún)（如按學(xué)號(hào)查詢(xún)學(xué)生），但不支持范圍查詢(xún)，且在數(shù)據(jù)分布不均時(shí)可能出現(xiàn)哈希沖突，性能下降。5.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)：將概念模型（ER圖）轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持的邏輯數(shù)據(jù)模型（如關(guān)系模型），并進(jìn)行優(yōu)化（如范式優(yōu)化）。ER圖轉(zhuǎn)換原則：實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系，屬性作為關(guān)系的字段；1:1聯(lián)系可合并到任一實(shí)體關(guān)系中，或獨(dú)立為關(guān)系；1:n聯(lián)系合并到n端實(shí)體關(guān)系中（添加1端主碼作為外碼）；m:n聯(lián)系獨(dú)立為新關(guān)系（主碼為兩端主碼的組合）；多值屬性轉(zhuǎn)換為獨(dú)立關(guān)系。四、設(shè)計(jì)題（1）ER圖：實(shí)體“讀者”屬性：讀者編號(hào)（主碼）、姓名、性別、所在院系、聯(lián)系方式；實(shí)體“圖書(shū)”屬性：ISBN（主碼）、書(shū)名、作者、出版社、出版年份、庫(kù)存數(shù)量；聯(lián)系“借閱”：讀者與圖書(shū)之間的m:n聯(lián)系，屬性為借閱日期、應(yīng)還日期、實(shí)際歸還日期；聯(lián)系類(lèi)型標(biāo)注：讀者—借閱—圖書(shū)（m:n）。（2）關(guān)系模式：讀者（讀者編號(hào)，姓名，性別，所在院系，聯(lián)系方式）主碼：讀者編號(hào)；圖書(shū)（ISBN，書(shū)名，作者，出版社，出版年份，庫(kù)存數(shù)量）主碼：ISBN；借閱記錄（讀者編號(hào)，ISBN，借閱日期，應(yīng)還日期，實(shí)際歸還日期）主碼：（讀者編號(hào)，ISBN，借閱日期），外碼：讀者編號(hào)（參照讀者）、ISBN（參照?qǐng)D書(shū)）。五、綜合題（1）關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：π客戶(hù)名稱(chēng),總金額(σ下單日期>'20230101'∧信用等級(jí)='A'(客戶(hù)?訂單))（2）SQL語(yǔ)句：SELECT商品.商品編號(hào),商品名稱(chēng),SUM(訂單明細(xì).數(shù)量)AS總銷(xiāo)售數(shù)量FROM商品JOIN訂單明細(xì)ON商品.商品編號(hào)=訂單明細(xì).商品編號(hào)JOIN訂單ON訂單明細(xì).訂單編號(hào)=訂單.訂單編號(hào)WHERE下單日期BETWEEN'20230101'AND'20230331'GROUPBY商品.商品編號(hào),商品名稱(chēng)ORDERBY總銷(xiāo)售數(shù)量DESCLIMIT10;（3）存在冗余：訂單明細(xì)中的“金額”字段等于“數(shù)量×商品單價(jià)”，而商品單價(jià)